Un nuevo sensor, que puede detectar la acumulación de hielo en tiempo real, podría ser un cambio de juego en lo que respecta a la seguridad y la eficiencia de las aerolíneas.

Dos equipos de investigación claramente diferentes:uno que diseña sensores de microondas y sistemas microelectrónicos, y el otro que investiga materiales repelentes de hielo y repelencia extrema a líquidos, unió fuerzas para esta última investigación que sale de la Escuela de Ingeniería de UBC Okanagan.

Los investigadores tenían como objetivo desarrollar un sensor que pudiera detectar el momento preciso en que el hielo comienza a formarse en una superficie. Debido a su alta sensibilidad, baja potencia, facilidad de fabricación, y perfil plano, el equipo optó por utilizar resonadores de microondas. El dispositivo, explica el profesor asistente Kevin Golovin, facilitará la detección y gestión de la acumulación de hielo en las aeronaves, señalando que ha habido bastantes tragedias de aerolíneas directamente relacionadas con alas de avión heladas.

"Los sistemas de detección de hielo que se utilizan hoy en día son bastante rudimentarios. Por ejemplo, los pilotos detectan visualmente el hielo en las alas de los aviones antes de descongelar en vuelo, "dice Golovin, que dirige el Laboratorio de Aplicaciones e Investigación de Ingeniería de Polímeros de Okanagan. "Y en la pista, certificar que la aeronave está libre de hielo después del deshielo también se realiza mediante inspección visual, que es susceptible a errores humanos y cambios ambientales ".

Los sensores de resonador de microondas planos son simples rastros de metal depositados sobre un plástico, y, sin embargo, son mecánicamente robustos, sensible y fácil de fabricar, explica el profesor asistente Mohammad Zarifi, jefe del Laboratorio de Microelectrónica y Sensores Avanzados de la UBCO.

"Los sensores dan una imagen completa de las condiciones de formación de hielo en cualquier superficie, como el ala de un avión. Pueden detectar cuando el agua golpea el ala, rastrear la transición de fase de agua a hielo, y luego mida el grosor del hielo a medida que crece, todo sin alterar el perfil aerodinámico del ala ".

El par, junto con los estudiantes graduados Benjamin Wiltshire y Kiana Mirshahidi, han publicado recientemente sus resultados de investigación en Sensores y actuadores B:químico . Este es el primer informe sobre el uso de resonadores de microondas para detectar escarcha o acumulación de hielo, dice Zarifi. Lo contrario también es posible, y los sensores pueden detectar cuándo se derrite el hielo durante el deshielo, él añade.

Y la sensibilidad y precisión de los sensores significa que la detección ocurre en tiempo real. Eso podría acelerar el deshielo tanto en tierra como en vuelo, más barato y mucho más eficiente.

"El resonador detectó la formación de escarcha segundos después de que el sensor se enfrió por debajo del punto de congelación, "explica Wiltshire, el primer autor del estudio. "Tomó alrededor de dos minutos a -10 ° C para que la escarcha se hiciera visible en el resonador a simple vista, y eso es en un área pequeña en condiciones ideales de laboratorio. Imagínese tratando de detectar hielo en una envergadura completa durante una tormenta de nieve".

Los dispositivos resonadores de microondas planos han demostrado recientemente un rendimiento significativo en la detección, seguimiento y caracterización de sólidos, materiales líquidos y gaseosos. Sin embargo, la investigación sobre la detección de hielo y escarcha no se ha llevado a cabo hasta ahora, dice Zarifi, a pesar de los claros beneficios del tiempo real, Detección de hielo sensible y robusta para aplicaciones de transporte y seguridad.

"Este es un método completamente nuevo para detectar la formación de hielo de forma rápida y precisa, "dice Zarifi." La tecnología de radiofrecuencia y microondas puede incluso hacerse inalámbrica y sin contacto. No me sorprendería si las aerolíneas comenzaran a adoptar la tecnología incluso para el próximo invierno ".